Collège · 3ᵉ · Chimie
Écriture et équilibrage des équations chimiques
Bilan matière, ajustement des coefficients stœchiométriques
Écrire et ajuster une équation, la vérifier, la lire en proportions, et faire un bilan de masse avec un réactif en excès.
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Définitions
- Réactifs (consommés) → produits (formés).
- Conservation : masse totale (Lavoisier, 1789) et nombre d'atomes de chaque sorte. Pas les molécules, pas le volume.
- Indice : atomes dans la molécule (H2O), intouchable. Coefficient : nombre de molécules (2 H2O), à ajuster.
- Réactif limitant : épuisé, arrête la réaction. En excès : il en reste.
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Méthode : ajuster
- Formules exactes (O2, H2, N2, Cl2 diatomiques ; métaux seuls).
- Compter chaque atome à gauche et à droite.
- Coefficients : d'abord l'atome présent dans une seule espèce de chaque côté ; O2 et H2 en dernier.
- Fraction (3/2 O2) → doubler tout.
- Plus petits entiers ; avec des ions, vérifier aussi les charges.
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Équations à connaître
- 2 H2 + O2 → 2 H2O ; 2 Mg + O2 → 2 MgO ; 4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3.
- Fe + S → FeS ; N2 + 3 H2 → 2 NH3.
- CaCO3 → CaO + CO2 ; 2 H2O → 2 H2 + O2.
- Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 ; 2 CuO + C → 2 Cu + CO2.
- Zn + 2 H+ → Zn2+ + H2 ; Ag+ + Cl− → AgCl.
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Méthode : bilan de masse
- Lire les masses « qui vont ensemble » dans l'énoncé (56 g Fe + 32 g S → 88 g FeS).
- Proportionnalité : masse cherchée = masse donnée × rapport des masses de référence.
- Réactif en excès : calculer ce que consomme le limitant ; le reste ne réagit pas.
- Vérifier : masses avant = masses après (excès compris).
- Gaz : les coefficients se lisent en volumes (2 H2 pour 1 O2).
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Tests des gaz
- CO2 : trouble l'eau de chaux.
- H2 : détonation (« aboiement ») à l'allumette.
- O2 : rallume une bûchette incandescente.
- Eau : bleuit le sulfate de cuivre anhydre.
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Pièges à éviter
- Écrire H2O2 ou CuO2 pour « équilibrer » : on a changé le produit.
- Oublier que le dioxygène est O2 (2 Mg + O2, pas Mg + O).
- Additionner les masses introduites quand un réactif est en excès.
- Système ouvert : le gaz entré ou sorti explique la « variation » de masse.
- Garder 4 H2 + 2 O2 : simplifier.
L'essentiel
- Une équation conserve les atomes et la masse : on ajuste les coefficients, jamais les indices.
- Corps simples gazeux : H₂, O₂, N₂, Cl₂ ; une fraction se supprime en doublant.
- Avec des ions, atomes ET charges se conservent.
- Les coefficients donnent des proportions ; les masses se calculent par proportionnalité.
- Le réactif limitant fixe la masse de produit ; l'excès reste.
- Système fermé : même masse avant et après.
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